拜耳法生产氧化铝第一章绪论.ppt

1、第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,一、历史沿革 从19世纪初开始，从金属的概念中分离出轻金属，所谓轻金属，通常指比重小于3.5的金属，一般指铝、镁、铍、碱金属和碱土金属。 世界氧化铝工业有着近百年的历史。法国萨林得厂被认为是氧化铝工业的诞生地。第一个氧化铝生产方法烧结法就是18561860年在这里研究出来的。1856年查得力提出铝土矿苏打烧结法生产氧化铝。1880年优列儿提出进一步添加石灰石，后来又改为添加石灰，以至于发展成为今天的烧结法。18891892年奥地利人拜尔发明了用苛性碱溶液直接溶出铝土矿生产氧化铝的拜尔法，为氧化铝的迅速发展和大规模生产开辟了道路。 1904年世界氧化铝产量仅

2、为1000吨，1941年发展为100万吨，到1987年的资料统计，世界上有25个国家的41家公司82家氧化铝厂生产氧化铝，总年产能为4300万吨。,二、世界铝土矿及氧化铝的生产情况 随着世界经济持续增长，世界铝生产、消费也呈现不断上涨趋势。过去10年，原铝生产和消费增长率均超过3%，预计这种趋势将继续保持下去。的铝的生产占世界铝产量的70%左右，废铝的回收占30%左右。世界铝土矿及氧化铝生产消费贸易情况 1、世界铝土矿储量和分布 世界铝土矿资源丰富，资源保证度很高。按世界铝土矿产量计算，静态保证年限在200年以上。据美国地质调查局估计，2001年世界铝土矿资源量约为550-750亿吨，主要分布

3、在南美洲（33%）、非洲（27%）、亚洲（17%）、大洋洲（13%）和其他地区（10%）。从国家看，几内亚、澳大利亚两国的储量约占世界储量的一半，南美的巴西、牙买加、圭亚那、苏里南约占世界储量的四分之一。此外，据近年的报道，越南也有丰富的铝土矿资源，估计储量在80亿吨左右。 2、铝土矿生产 随着铝应用的领域不断扩展，铝土矿的开采量也不断增长。1990年世界铝土矿的产量为11285万吨，复合增长率为2%。世界主要的铝土矿生产国有20多个，规模型矿山80多座。主要的铝土矿生产国有澳大利亚、几内亚、巴西和牙买加等，2001年，以上4国的铝土矿产量约占全球产量的70%，其中，澳大利亚产量占全球产量的3

4、8.5%，几内亚占13%，巴西占9.6%，牙买加占8.9%。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,3、氧化铝生产 目前，全球在生产的氧化铝厂共有65个，分布在30个国家和地区。截至2001年底，世界氧化铝生产能力为6100万吨，世界氧化铝生产能力为6100万吨/年，氧化铝产量为5420万吨，主要生产国为澳大利亚、美国、中国、巴西、牙买加，以上5国产量占世界总产量的60%，其中澳大利亚产量占世界产量三分之一。 4、铝土矿和氧化铝消费 92%的铝土矿用于生产冶金用氧化铝，其余8%用于耐火材料。按1吨氧化铝生产需要消耗2.2吨铝土矿考虑，2001年全球铝土矿的消耗量约为11924万吨，尚有部分盈余

5、。2001年世界拉化铝消费量为5233.3万吨，其中：冶金用氧化铝消费量约为4770万吨，非冶金用氧化铝消费为435.2万吨，有183.7万吨的盈余。 5、铝土矿和氧化铝贸易 目前，铝土矿的国际贸易形式以长期合同为主，通过跨国公司之间协商进行，在定价方面，几内亚的Boke矿的售价起到主导作用。铝土矿的主出口国为几内亚、巴西、牙买加和委内瑞拉等，以上4国的出口量约占世界铝土矿出口量的80%左右。进口铝土矿的主要国家是北美的美国、加拿大和西欧的工业化国家，这两地区每年进口的铝土矿数量占世界进口量的70%左右，氧化铝产量占世界氧化铝产量的30%以上。美国作为最大的铝消费国，除在资源国设立生产设施外，

6、也大量进口铝土矿在本土生产氧化铝。在世界铝土矿贸易中，美国是最大的进口国，2001年进口铝土矿950万吨。 氧化铝的国际贸易总量约为1700万吨/年，约占世界冶金用氧化铝产量的30%，大多数以长期合同形式实现。澳大利亚是世界上第一大氧化铝出口国，每年出口量达到800-900万吨，占国际贸易量的50%，其他重要的出口国有巴西、牙买加、苏里南等。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,三、现状 供需矛盾表现更加突出 海外铝资源开发迫在眉睫 今年以来，随着氧化铝价格走高，供应紧张，刺激了国内企业建设氧化铝厂的热情。尽管规划项目紧锣密鼓，但对投资者来说，在面对铝土矿资源先天不足导致成本上升的同时，也不

7、能忽视对短缺的矿产资源过早过度开发带来的负面影响。对此，业内人士提出，最大限度利用国外低成本铝土矿氧化铝资源成为当务之急。 中国氧化铝资源短缺问题由来已久，近期供需矛盾表现得更加突出。业内人士预测， 未来35年形势仍然不会有根本缓解，甚至还会有所恶化。在国际市场上，中国企业叫买声不断，现货价格一再被炒高；在国内，氧化铝新的规划项目紧锣密鼓，不时涌现，中国氧化铝市场成为世界关注的一个焦点。 众所周知，我国铝土矿资源整体条件不好，主要是低品位矿石比例大，铝硅比偏低，导致氧化铝生产工艺复杂，能耗高、成本高。而今年以来，随着氧化铝价格走高，供应紧张，刺激了国内企业建设氧化铝厂的热情。据北京安泰科信息公

8、司初步调查，国内除中国铝业公司外，还有12个氧化铝项目开始前期运作，有56个项目进入实质操作阶段。其 中不乏具备基本条件能取得一定投资收益的项目，但多数项目未进行深入论证，特别是对全球氧化铝工业竞争力进行分析比较，具有一定盲目性。从全球矿产资源战略角度出发，解决中国对铝资源的巨大需求和自身铝土矿资源短缺这一矛盾的重要途径是树立中国铝资源全球战略理念，实施“走出去”战略，最大限度利用国外低成本铝土矿氧化铝资源。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,最大限度利用国外低成本铝土矿氧化铝资源是长期战略 全球铝工业跨国投资正在成为普遍趋势，特别是跨国公司，已经完全实现全球产业布局。在氧化铝方面，美国铝

9、业公司在本土的氧化铝的产量只占其总产量10，在澳大利亚的产量占60，并在巴西、牙买加、苏里南、德国、几内亚、西班牙、中国等控制相应产能；加拿大铝业公司在本土的产量只占27，在澳大利亚的产量占57，在巴西、牙买加也有16的产量；全球第三大铝业公司挪威海德鲁公司在本土设有氧化铝厂。2002年，澳大利亚氧化铝产量占全球的30左右，而电解铝只占 7；美国氧化铝产量占全球7.8，而电解铝产量占到10左右；2002 年俄罗斯氧化铝产量310万吨，而电解铝产量达335万吨，氧化铝的自给率也不足50。电解铝方面，美铝60的产量分布在美国之外的10个国家，加铝有近40的产量来自加拿大之外的6个国家，海德鲁与普基

10、的电解铝产能也分别分布在5和6个国家。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,全球铝工业发展的实践证明，铝工业产业布局正在发生积极而深刻的变化，呈现新的特点。铝土矿、氧化铝工业在资源条件好的澳洲、拉美得到发展，产业集中度增加。电解铝正在向能源条件比较好的发展中国家进行转移。铝业的跨国投资和全球资源配置已经成为推动行业发展的重要力量。 抓紧时机，把握机遇，加快利用国外铝土矿、氧化铝资源 从目前掌握的信息及情况初步分析，海外铝资源开发是可行的。 -全球铝资源储量丰富，保障程度较高 据美国地调局资料，2000年世界铝土矿储量为240亿吨，基础储量 340亿吨，资源量650亿吨，世界人均储量3947公

11、斤人，基础储量与储量之比为1.42，铝土矿产量1.36亿吨，储产比为177。自二次世界大战结束至今，全球铝土矿基础储量增长超过20倍，20世纪90年代铝土矿储量进入增长阶段，铝土矿储产比一直为 185210。世界铝土矿资源保证程度很高，如果考虑到高于储量50左右的基础储量，前景令人乐观。在铝矿产资源分布方面，几内亚的储量及基础储量分别为74亿吨和86亿吨，占世界基础储量的25.29，居世界首位。基础储量占世界前位的其他国家是：澳大利亚(20.59)、巴西(14.41)、牙买加(5.88 )等。 据世界金属统计局资料，目前全球有20多个国家采掘铝土矿，2002 年铝土矿产量达1.41亿吨，集中于

12、澳大利亚(38.2)、几内亚(12. 25)、巴西(9.32)、牙买加(9.28)、印度(6.56 )、中国 (5.59)、委内瑞拉(3.68)、俄罗斯(3.18)、哈萨克斯坦( 0.30)及苏里南(0 .27)等国家。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,全球低成本氧化铝生产优势明显，扩建新建潜能巨大 目前全球氧化铝生产厂家有65个，总产能6100万吨左右，平均生产规模达到95万吨。2001年2 002年氧化铝总产量分别为5419万吨和5663 万吨。由于各氧化铝厂所采用的铝土矿资源条件不同，加之投资成本及建厂时间等多种因素，各氧化铝厂生产成本差距极大。2001年经营成本最低的为88美元吨

13、(Pinjarra )，最高的为223美元吨，全球平均经营成本为150美元吨。而澳大利亚氧化铝厂成本却相对较低，其6家氧化铝厂产量占世界29.1，而平均经营成本却不到110美元吨，主要原因是其铝土矿资源条件好，并且供矿成本低。澳大利亚的五大铝土矿均被跨国公司独立控制或联合控制，铝土矿铝硅比为1020。 值得我们关注的是，随着电解铝工业的发展，国外氧化铝的产能会继续增长。目前，除中国外，新开工建设的项目只有科马尔克在澳大利亚昆士兰的CAR项目，其140万吨年产能将于2004年底投产。但是，国外目前扩建项目还有近200万吨年。此外，还有至少10多个规划建设的新建扩建项目，主要集中在澳大利亚、几内亚

14、、越南、印度、巴西、牙买加等具有低成本国家。据预测，国外低成本氧化铝产能扩张潜能巨大，超过1500万吨年。一旦有确定的市场需求和出现严峻的竞争形势，这些产能可能被激发，一些项目会在相对短的时间内实现达产。由于一部分项目已拥有基本建设条件或一定生产规模，再度扩产后成本会更有竞争力。 对新项目来说，最大的问题是市场需求问题，解决这一问题的最佳选择是能在中国或其他市场找到稳定的用户，这为中国企业利用国外资源，以多种方式参与新项目提供了最大可能。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,中国企业要把握若干新项目的发展机遇 中国要扩大国外氧化铝资源供应，要想在现有市场供应链中获得新的供应量是比较困难的。因

15、为，全球氧化铝一体化市场份额的比例为56 ，即这部分氧化铝主要在联合企业的内部进行平衡。此外，还有1520的资源已经以各种方式签订了定向的中长期合同，只有2530 左右的氧化铝是以短期合同或现货方式销售的，况且，这部分合同多以年度指标形式进行销售，多被西方几家大型贸易商凭借实力所控制。中国企业要想在现有市场规模中获得低成本资源难度较大。因此，要集中力量占有正在增加或计划增加的资源。 目前，澳大利亚、越南、印度、几内亚都有条件较好的铝土矿资源亟待开发，当地政府为吸引国外企业开发，在基础设施建设、税收政策方面都有一些优惠政策，并将实行项目招标，有的还特别希望中国企业参与。同时，美铝、加铝、必和必拓

16、、科马尔克等公司都有正在启动或计划启动新的扩建项目。在这些项目中，中国企业都有参与的机遇，需要认真研究与把握。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,四、发展趋势 流程工业是对生产过程为连续或半连续的工业企业的总称。氧化铝生产是连续过程，属典型的流程工业。它不仅对流程中各工序本身有实现自动控制的需求，而且与其上下游工序的物流在质与量等方面都有直接的关联，所以还必须从整个生产流程的全局，统筹对各工序的控制需求和信息交换需求进行优化。 我国氧化铝工业受资源限制，大多不能简单地采用国外普遍应用的拜耳法工艺。因此，不能直接套用国外已成功应用的相关自控技术，更不可能依靠国外开发适合我国氧化铝生产工艺的自

17、控技术，而只能靠我们自己。 加入WTO后，我国铝厂必须从氧化铝的产量、质量、能耗、劳动生产率、经营成本、环境保护等方面提升其竞争力，实现自动化是重要途径之一。但目前我国氧化铝生产自动化水平较低，迫切需要采用工业自动化高新技术成果，提升我国氧化铝生产的自动化水平。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（一）现状与差距 我国氧化铝工业大部分以高铝、高硅、低铁、难溶出的一水硬铝石为原料，采用碱石灰烧结法和混联法工艺。与国外采用三水软铝石为原料的拜耳法工艺相比，不利于信号检测和实现自动化。这主要因为工艺流程更为复杂(混联法工艺中还有3处物流交叉)，对上下游工艺的衔接质量的要求更高，且能耗高、结疤严重

18、，使自动检测和控制的难度加大。 我国氧化铝生产应用过程控制技术起步于20世纪80年代。近20年来，各厂已经做了大量的工作。在信号检测方面，山东和郑州铝厂采用中子活化分析仪进行生料浆组分的在线分析；山西铝厂采用从匈牙利引进的铝酸钠溶液在线分析仪对蒸发母液进行检测；山东、中州铝厂采用红外测温技术对大窑烧成带温度进行检测；郑州铝厂采用摄像仪和温度图像分析技术，检测大窑烧成带温度并了解结圈状况；各厂均已大量采用放射线密度计、雷达物位计、超声料位计、放射线料位计等非接触式检测仪表。在控制方面，通过采用DCS，对大窑、石灰炉、溶出、分解、蒸发、焙烧等主要工序实现了常规控制；PLC的应用较为普遍。在信息集成

19、方面，郑铝和贵铝已走出了一大步；采用拜耳法工艺的平果铝厂，通过引进5家公司的自动化技术，已达到较高的自动化水平。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,但是，与国外先进水平相比，目前我国氧化铝厂在自动化方面仍存在较大的差距，这主要表现在以下3个方面： (1)检测水平亟待提高 由于氧化铝生产流程中的很多检测点具有高温、高压、易结疤、易磨损、强腐蚀等特点，要求某些在线仪表能在恶劣的使用环境下长期可靠地运行，其中有的参数测量可以通过引进仪表来解决，有的可以通过非接触式测量仪表进行检测，有的可以采用软测量技术，如大窑烧成带温度、蒸发母液浓度等的检测。对于那些早期建设的项目，很多仪表需要更新换代。有些在

20、当时尚无法检测的参数，如今已能实现。 现场总线技术在数字化、智能化、抗干扰、信息集成化等方面具有很大的优势，在国内化工、石油、钢铁、热电等领域已有不少成功应用的先例，而在氧化铝行业还未见其应用。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,(2)DCS应用中尚未实现过程优化 某些工序尽管采用了功能强大的DCS，但是应用软件的开发水平还较低，一般只是按供货厂家提供的软件平台完成组态和简单的PID调节，实现常规监控，谈不上过程优化，更谈不上本工序与上下游工序的优化衔接。因此迫切需要应用先进控制技术，对多变量强耦合系统开发数学模型，研制高水平的应用软件。 (3)没有建立全生产过程的执行系统(MES) 目前

21、国内氧化铝厂虽在某些工序实现了自动控制，但多是自成系统，形成若干个自动化孤岛。特别是不同工序采用不同厂家的主控设备时，受当时技术的局限，在参数控制和信息方面，“彼此不相往来”。与此同时，生产过程的信息管理，也仅限于本工序有限的信息，缺乏对整个生产流程实现物料控制、成本控制、质量控制、设备监控等进行优化调度和科学决策的信息基础，更缺乏行之有效的分析手段。有的厂虽然从硬件角度讲已经建成了MES系统，但因缺少基础信息和分析手段，远远没有发挥其作用。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（二 ）实现综合自动化所需的基本条件已经具备 目前，我国氧化铝工业的产量、质量已成为制约生产发展的瓶颈；加入WTO

22、后，我国的氧化铝工业在成本方面也将成为突出问题。因此，当务之急是把氧化铝生产综合自动化提到重要位置，以提升我国氧化铝工业的竞争力。 实现综合自动化所需的硬件条件已经具备。无论是进口的还是国产的DCS，都能为综合自动化提供可靠的硬件平台。大部分检测仪表都可以现购解决，不能直接检测的参数还可以通过软测量技术解决。与自动控制相配套的电气设备如变频调速装置等都是成熟可靠的。 DCS的软件平台功能强大，各种应用软件开发工具、网络技术与设备都很完备，可随意选择。 剩下的问题就是采用先进控制策略开发高性能的应用软件。对于先进控制，目前尚无准确完整的定义，但其特点和实际应用价值已为业内所瞩目。,第一章 氧化铝

23、生产的起源、发展和现状,传统的处理单变量的控制技术，不能满足多变量强耦合的复杂过程对控制和优化的要求。20世纪80年代末，以多变量预测控制与优化控制为主要特征的先进控制技术，首先在石油、化工、钢铁等行业得到了广泛应用。90年代，以多变量解耦、推断控制和预估、多变量约束控制、预测控制、人工神经元网络控制等先进控制技术为代表，实现了过程优化控制；在此基础上，将生产调度、计划优化、经营管理与决策纳入进来，形成了综合自动化。 与传统的PID控制不同，先进控制是一种基于模型和知识的控制策略，它以现代控制理论和人工智能为基础，在常规控制之上建立动态协调约束控制，以适应实际生产过程的动态特性，如模型预测、推

24、断控制、智能控制、模糊控制、无模型自适应控制等。对于氧化铝生产过程中的大时滞、多变量强耦合、被控变量与控制变量存在各种约束等工况，先进控制可以在该领域大显身手，解决常规控制所无法解决的问题。 实施了过程控制软件后，下一步就是在此基础上建立计算机网络，利用基础信息建立相关的管理信息系统。该系统不仅具备常规的信息处理能力，还应该具备对整个生产过程和管理等的分析决策能力，这就形成了整个氧化铝生产综合自动化系统。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（三 ）实施策略 实施综合自动化的基本原则是“效益驱动”，指导方针是“先下后上、先易后难、重点突破”。 工作的出发点和落脚点，都应该是获取最大的经济效益

25、，即解决目前存在的问题，使之在产量、质量、成本等方面，都能产生明显的效果，这就是“效益驱动”。“先下后上”是指在组成的综合自动化计算机网络拓扑结构中，应先从最下层的现场信号检测开始，进而实施现场过程控制系统，使处于上层的生产执行系统能够获取足够的、可靠的、自动生成的基础信息。否则MES成了空中楼阁，不能创造经济效益。“先易后难”是指在诸多现场控制子系统中，应根据本厂的实际基础条件，选择那些经过短期努力就能完成并见效的子项，先行实施，积累经验，为以后攻克较难的子项奠定技术基础。“重点突破”是指那些在整个流程中卡脖子的重要工序，应尽早投入人力、物力进行攻关，使整个系统的效益更为明显。在实施生产自动

26、化系统过程中，必将涉及到原有设备甚至局部系统的改造，如取消一些易结疤流程中的阀门，改为变频调速系统；对于大型专用设备的故障检测，需要安装必要的传感器或监控装置；增加对电、水、汽、压缩空气等计量的装置，等等。在实施MES过程中，除实施好生产自动化系统之外，还必然涉及上下左右各部门之间的信息交换、管理与决策的优化，甚至涉及到现有各部门的设置和职责。以上这些，都需要厂领导加以组织、协调、统筹运作。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（四 ）、综上所述，综合自动化是提升我国氧化铝工业竞争力的重要途径。目前我国氧化铝工业的自动化水平较低，亟待以先进控制技术实施改造。国家计委已批准在山西铝厂实施“氧化

27、铝生产过程综合自动化技术产业化示范工程”。相信，通过多方的密切合作，该项目定能取得成功，为推动氧化铝工业的技术进步，为先进控制技术在我国氧化铝工业中的推广应用，起到示范作用。 五、我国铝工业的环境、政策与发展 自20世纪80年代我国在有色金属行业提出“优先发展铝工业”的战略发展方针以来，我国铝工业有了长足的发展。2001年，国内氧化铝产量达到了472万吨，居世界第三位；电解铝产量达到了342万吨，居世界第一位；铝加工材产量为231万吨，居世界第三位，我国已经成为世界铝工业大国。 尽管我国已经成为世界铝工业大国，但目前铝产品在国际市场上的竞争力仍然不强，氧化铝原料对海外资源的依赖程度不断增加。在

28、我国加入WTO并进一步融入世界经济一体化的背景下，通过加强国际合作，积极利用两个市场、两种资源，发挥我国铝工业的规模优势，提升国际竞争力是我国铝工业的必然选择。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,一、我国铝工业的发展环境正在发生积极变化 随着科学技术的发展，铝的应用领域也在不断拓展，在过去的10年中，世界原铝消费量一直保持着上升趋势，年均增长率为1.9。 1.市场需求的增长将推动我国铝工业发展 在过去的10年中，我国市场对铝的需求量大幅增长。1990年国内市场电解铝消费量只有76万吨，而2001年猛增至360万吨以上，年均递增率超过了16，高于同期国内电解铝产量13.3的增长速度，从而为铝

29、工业的发展提供了良好的市场空间。随着我国逐渐成为世界工业产品的制造中心，国内市场对铝产品的需求还将进一步增长，预计2005年前后铝的需求量将达到550万吨左右。 2.电力工业结构调整改善了铝工业的能源供应环境 近几年我国加大了对电力体制的改革力度，调整了电力工业结构，形成了电力市场竞争日趋激烈的新格局。很多在电力供应短缺时代建设的发电厂面对激烈的竞争，纷纷建设高能耗的电解铝厂，从而推动了多种形式的铝电联产联营，大大改善了电解铝生产的用电环境，明显降低了电解铝生产用电价格。据统计，我国电解铝生产企业外购电价的平均水平已经由1997年0.35元/千瓦时，下降至2001年的0.30元/千瓦时，下降了

30、15，并且呈进一步下降的趋势。目前特别是国内新建(或扩建)电解铝生产企业一般均采用铝电联产联营方式，更有一些新增生产能力采用煤电铝联产联营、水电铝联产联营方式，用电价格更低，所以预计2005年前后，我国电解铝生产企业外购电价的平均水平有可能降低至0.25元/千瓦时，这为铝工业的发展提供了更加廉价的电力供应。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,3.经济全球化为我国铝工业提供了新的发展机遇 面对经济全球化趋势，最近十几年来，世界各国均加快了产业结构调整步伐。在经济结构调整中，远东及东南亚地区制造业迅速发展，并成为世界主要原铝消费区域之一。据统计，2001年远东及东南亚地区(不包括中国)原铝消费

31、量超过了330万吨，占当年全球消费量的15。但是，在世界经济结构调整中，我国周边的远东地区及东南亚国家的电解铝工业不仅没有得到发展，而且日本还淘汰了绝大部分电解铝生产能力。这样就为我国电解铝工业提供了有利的国际市场环境。我国铝工业可以利用区位优势，向远东及东南亚地区的加工业提供原料，与日本、韩国等国家和地区的高新技术产业构成了上下游关系，形成了紧密相连的产业链，促进了共同发展. 二、目前我国铝工业发展中存在的问题 尽管我国铝工业得到了快速发展，但在发展中也存在不少问题。特别是电解铝建设项目投资过热的问题比较突出，并对铝工业优化产业结构造成严重威胁。 1.电解铝生产能力的扩张，造成氧化铝供应矛盾

32、突出 我国电解铝生产规模迅速膨胀，导致氧化铝原料供应出现严重失衡。截止到2001年年底，我国电解铝生产能力已经达到了400万吨/年。为了保证生产能力的发挥，国内市场需要850万吨/年左右(包括其他氧化铝消费)的氧化铝供应量。而当年我国氧化铝生产能力仅为500万吨，实际产量为470多万吨，缺口完全依靠进口解决。预计到2005年我国电解铝生产能力将达到650万吨/年，国内市场对氧化铝的需求量在1300万吨以上。因此，我国至少需要进口650万吨以上的氧化铝才能使预计形成的电解铝生产能力得到发挥。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,从目前全球氧化铝的生产和建设情况来看，市场上的供应量很难保证200

33、5年我国对氧化铝的需要，并有可能导致全球氧化铝供应出现紧张。 2.铝工业产业结构调整的任务艰巨 目前我国铝工业的结构性矛盾比较突出，主要表现在：氧化铝生产能力不足，电解铝生产能力急剧扩张；技术含量高的铝加工产品主要依靠进口；生产经营高度分散，产业布局不合理；资本的流动性差，严重影响生产要素的优化配置。所以，我国铝工业的资源结构、产品结构、企业组织结构、布局结构、资本结构等均面临调整。 截止到现在，我国有6座氧化铝厂，将近130家电解铝厂，550多家规模以上的铝加工厂。但氧化铝厂的平均年生产能力为83万吨，明显低于世界氧化铝厂平均年生产能力100万吨的规模；电解铝厂的平均年生产能力为3.33万吨

34、，远低于全球(除中国外)电解铝厂平均年生产能力18.33万吨的规模；规模以上铝加工厂的平均年生产能力不到1万吨，与国外铝加工厂的平均生产规模相距甚远。从进行规模化生产经营的角度看，我国铝工业结构调整的任务十分艰巨。 另外，我国铝加工生产虽然已经形成很大规模，但产品结构很不合理。在现有生产能力中，铝挤压生产能力占60左右，而高精度铝板带的生产能力严重不足。2001年我国建筑铝型材产量占国内铝加工材产量55以上，基本能够满足国内市场需求，并有一定出口。但铝压延产品的实际消费量已经超过了100万吨，国内实际产量只有80万吨，不能满足需要，特别是高精度铝板带目前90以上依靠进口。我国铝加工工业的产品结

35、构调整必须加快进行。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,三、我国铝工业的发展前景 由于具有一定的发展优势，进入21世纪之后，我国铝工业将会得到进一步发展。 1.氧化铝生产继续保持较高增长速度 中国铝业公司在海外上市，并与美国铝业公司结成战略合作伙伴关系之后，将依托现有氧化铝厂进一步扩大生产能力。预计到2005年，我国氧化铝年生产能力将达到620万吨，实际产量也将超过600万吨。由于电解铝生产能力的快速增长，我国市场对氧化铝的需求也将不断增加。同时，我国氧化铝市场前景良好，国内生产不能满足需要，氧化铝进口量也将持续增长。 2.电解铝工业快速发展的势头不减 随着我国经济体制改革的进一步深化，一

36、批规模化的电解铝厂将得到发展，特别是在电力供应充裕，价格便宜的西部地区，将出现几个年生产能力超过30万吨，甚至40万吨的电解铝厂。一些实现煤、电、铝联产联营的企业也将会把电解铝生产能力扩大至20万吨/年以上。 由于电解铝生产能力不断扩大，我国原铝产量的增长将超过消费量的增长，不仅将满足国内市场需要，而且将有一定数量出口到周边国家和地区。预计未来几年，我国将变成世界上原铝和铝合金的净出口国，2005年的净出口量有可能达到80万吨。 3.铝加工工业将获得快速发展 为了满足国内市场需求，全面提升我国铝加工工业的技术水平，我国铝加工企业正在东部地区或西部地区积极筹建12条四机架热连轧铝板带生产线。预计

37、随着热连轧铝板带生产线的建成投产，我国铝板带的生产能力将增加40万吨/年以上，产量将实现翻番，2005年的产量预计在100万吨以上。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,我国经济的增长，使国内市场对铝板带产品的需求呈现增长趋势，预计国内铝板带产量达到100万吨以上时，也仅能基本满足需要，不具备大批量出口能力。我国具有出口能力的铝加工材主要是型材和铝箔。 六、我国铝工业“十五”发展指导意见 铝工业是有色金属工业的重要组成部分。铝及铝加工材是重要的有色金属基础材料，广泛应用于建筑、电力、交通、机械、轻工、国防等领域。改革开放以来，我国铝工业发展很快，产量持续增长，已成为世界主要的铝生产国。但我国

38、铝工业在产业结构、技术装备、产品生产成本等方面，与世界铝工业先进水平相比都存在较大的差距。因此，为适应加入WTO后面临的竞争形势，更好地引导我国铝工业的有序发展，避免低水平重复建设，提高我国铝工业的竞争力，把我国铝工业做大做强，最近，国家计委会同中国国际工程咨询公司等部门，研究提出了我国铝工业“十五”发展指导意见（以下简称意见），并于今年6月11日在京召开了有主要铝生产省（区）计委、冶金厅、中国有色金属工业协会、重点铝生产企业等单位参加的会议，对意见进行了专题讨论，现将修改后的意见发表如下。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,一、 我国铝工业基本情况 改革开放以来，我国有色金属工业实行了“

39、优先发展铝”的方针，加大了建设铝工业的投资力度，促进了我国铝工业的发展。采用先进技术和装备先后新建了山西铝厂、平果铝厂、中州铝厂、青海铝厂、华北铝加工厂等大中型企业，同时，还对抚顺铝厂、贵州铝厂、郑州铝厂、山东铝厂、青铜峡铝厂、西南铝加工厂、兰州铝厂、焦作铝厂、云南铝厂等企业进行了技术改造，此外，部分地区也积极推进当地铝工业的技术进步，极大地改变了我国铝工业整体技术装备水平落后的状况。目前，我国电解铝大型预焙技术已经接近国际水平，中国铝业公司所属的国内现有六个氧化铝企业均采用了世界先进的氧化铝生产技术，骨干铝加工企业通过研制开发和消化吸收引进技术，使铝熔铸、连铸连轧、板带箔轧制以及挤压的加工技

40、术有了明显提高。 随着我国铝工业的技术装备和管理水平的提高，铝企业的主要经济技术指标有了较大改善，生产成本明显下降。“九五”期间，骨干电解铝企业的吨铝直流电耗降低了1000千瓦时，电流效率提高了3%-5%；中国铝业公司所属六个氧化铝企业的综合能耗下降了约500公斤标煤/吨氧化铝；骨干加工企业的综合成材率提高了约5个百分点。氧化铝的平均制造成本下降了10%以上；骨干电解铝企业的铝锭的平均制造成本下降了10%左右。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,到2000年底，我国铝工业形成氧化铝产能430万吨、电解铝能力320万吨、铝加工能力450万吨。当年完成氧化铝产量430万吨、电解铝产量282万吨

41、、铝加工材220万吨，已成为世界主要铝生产国。 虽然我国铝工业发展取得了很大成绩，但是产业结构不合理、重点发展滞后，低水平重复建设、竞争力不强等矛盾仍十分突出，已经成为制约我国铝工业健康发展的主要因素。 （一）中小电解铝企业增加过多，企业组织结构不合理的状况没有改善。“九五”期间，在铝市场需求增长的拉动下，同时，受电力工业结构调整的影响，国内部分地区再次出现了建设小电解铝的热潮，据统计，电解铝企业由“八五”末期的70家猛增到2000年的118家，净增48家，产能相应由168万吨增加到320万吨，但企业生产规模小，平均仅为2.7万吨/年，与“八五”末期的平均2.4万吨/年相比，基本没有变化，结构

42、极不合理，与世界电解铝企业平均规模18.4万吨/年相比差距较大。 （二）技术结构不合理，落后的电解铝和铝加工能力占较大比重。在已形成的320万吨电解铝产能中，采用先进的大型预焙技术的能力只有120万吨，仅占总产能的38%，其余62%的产能是采用能耗高、污染重的自焙槽技术。在“九五”期间新增的152万吨产能中，近50%的是采用自焙槽技术。铝加工达到国际先进水平的能力不到总能力的20，而且，到目前为止还未完全掌握代表当今世界铝加工先进水平的热连轧技术。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（三）产品结构不合理。一是符合大型预焙电解铝生产需要的砂状氧化铝产量少，仅占总产量的 10%；二是国产氧化铝

43、自给率偏低，长期以来不到70，不足靠进口解决，进口量越来越大，对外依赖度增加。三是一般铝加工产能严重过剩，能力发挥仅50，但市场需求量较大的高精板带箔缺口较大，要靠进口解决。 （四）铝土矿无序开采严重。受利益的驱动，在河南、山西等铝土矿资源丰富的地区，出现了大量无序开采优质铝土矿的现象，铝土矿资源利用率低，资源浪费严重，对我国铝工业的可持续发展产生了极为不利的影响。 （五）铝产品成本偏高。受铝土矿矿石性质影响，国内氧化铝生产不得不采用能耗高、流程长的生产工艺，导致国产氧化铝生产成本比国外平均水平高10以上；受电价偏高、技术水平低的影响，国内电解铝生产成本比国外高20左右；铝加工综合成材率只有6

44、0，比国外低1520百分点，金属和能源消耗过多，生产成本偏高，产品缺乏竞争力。 二、 我国铝工业发展面临的形势 “十五”期间，国际国内面临的许多新的变化，对加快发展我国铝工业创造了有利条件，同时，也提出了更为严峻的挑战。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（一） 世界铝市场需求持续增长，但竞争加剧。 八十年代以来，随着世界经济的发展，世界电解铝的消费一直呈保持增长，年增长率为4%左右。2000年，世界电解铝产量2400万吨，消费2480万吨，供需基本平衡。随着铝在交通、建筑、包装等领域的应用范围不断拓展，世界电解铝的需求还将增加。到2005年，预计世界电解铝的需求将增加到2960万吨，年均

45、增长约3%。受需求增长的拉动影响，世界电解铝的产能也将相应适度扩大，铝市场总的趋势呈供需基本平衡态势。 目前，世界上形成了以加拿大、美国、法国、挪威、澳大利亚等国铝公司为主的近10个跨国铝业公司，氧化铝和电解铝合计产能分别占世界总能力的55%和40%，这些公司不仅具有较大的生产能力，而且还都有较为合理的组织结构，拥有自己的氧化铝、电解铝、铝加工和研发基地。同时，为保证电解铝生产用电稳定、低廉，所属的大部分电解铝厂拥有自备电站，或在政府协调下，与供电部门签订长期、优惠的供电合同，因此，生产的电解铝产品在市场有较强的竞争力。 为适应新的形势，世界铝工业还不断进行结构调整。其特点一是加大投入，积极开

46、发和使用高效、低耗、低污染的工艺技术，提高装备水平，生产规模日趋大型化，不断改善产品质量，降低成本，提高产品竞争力，保护环境；二是兼并联合，扩大实力，提高市场份额。1999年，美铝公司继兼并阿马克思公司之后，又兼并了雷诺兹公司，使其成为年销售额超过210亿美元、电解铝产能占世界总能力14的特大型跨国铝业集团，竞争力增强。因此，世界铝工业的竞争形势将会日趋激烈。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（二）国内铝市场需求将保持增长，但国际化趋势更加明显 “十五”期间，随着我国经济的持续发展，国内铝的需求量将以6.6%的速度增长，2005年将达到440万吨，铝材需求量将以年均4%的速度增长，200

47、5年达到300万吨。因此，国内铝市场需求的持续增长将为我国铝工业的进一步发展提供机遇。 随着国内国际两个市场的进一步融合，以及适应加入WTO的要求，我国现行的铝产品的进口关税税率还将逐步下调，国外铝产品冲击国内市场的情况在再所难免，因此，我国铝工业面临的形势不容乐观。 三、我国铝工业“十五”发展建议 （一）发展原则：适应经济体制与经济增长方式两个根本性转变和加入WTO的要求，加快铝工业的战略性调整和改组，通过发展与结构调整，提高铝工业整体运行素质。同时，力争组建以骨干企业为核心的集团公司，向大型化、集团化、专业化方向发展，做大做强。 （二）发展思路：积极引导矿山发展联办矿；依托中国铝业公司及所

48、属氧化铝企业发展氧化铝，通过采用先进技术和装备改扩建增加氧化铝产能，同时，积极利用国外氧化铝资源，做好氧化铝进口协调工作；在原料和能源条件较好地区，适度发展电解铝工业，加快改造、淘汰落后的电解铝自焙能力；努力增加国内短缺的高精深铝加工产品。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（三） 发展重点：丰富的铝土矿和低廉的能源条件是保证铝工业发展的基础条件。因此，铝工业的发展重点应放在： 山西省的晋南地区和河南省的豫北地区。这两个地区铝土矿资源丰富，能源供应优越，具有进一步发展铝工业的优势。在晋南地区，依托中国铝业公司所属的全国最大的氧化铝企业山西铝厂，进一步扩建氧化铝产能，同时，改变企业产品单一的

49、不合理结构，抓紧新建电解铝能力。在豫北地区，要加紧建设中国铝业公司所属的中州铝厂氧化铝基地建设，同时，进一步完善焦作万方铝业公司280KA电解槽国家级示范工程，适度增加电解铝产能。 此外，结合国家电力体制的改革，在两个区域内，应积极研究铝工业与电力部门，通过多种形式的联合与重组，形成具有铝土矿氧化铝电电解铝一体化的产业链，提高企业的竞争力。 为发挥广西和贵州铝土矿资源、能源优势，应抓住国家实施西部大开发的机遇，加快建设中国铝业公司所属的平果铝业公司、贵州铝厂铝基地的建设，进一步扩大氧化铝和电解铝能力。 为适应我国铝工业持续发展的需要，山西晋北地区、广西白色地区可进一步开展铝土矿资源勘探的前期工

50、作。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,为适应西部大开发和保护环境的需要，在西北地区，应抓紧对兰州铝厂、青铜峡铝厂、连城铝厂、包头铝厂等企业电解铝自焙槽的改造，提高企业技术装备水平，实现可持续发展，加快白银铝厂二期扩建，发挥规模效益。同时，也应力争与电力部门采取多形式的合作，获取低廉的电力供应，提高产品的竞争力。 全国最大的铝加工基地西南铝业股份公司要抓紧建设热连轧技改工程，进一步提高铝加工技术装备水平，增加高质量热轧坯料的供应能力，满足高档铝板带箔生产的需要， 同时，为满足日益增长的铝加工材的市场需求，应研究在建设条件有比较优势的地区，建设一条有竞争力的现代化的高精铝板带生产线。 （四）

51、、发展目标：一是企业组织结构、技术结构和产品结构有明显改观。 在企业组织结构方面中国铝业公司所属的氧化铝通过采用新工艺、新技术，改扩建增加氧化铝、电解铝产能，规模效益明显提高，企业产品结构更趋合理，抗风险能力增强。通过改造与发展，电解铝工业的产业集中度大幅度提高，骨干企业的产能比重由目前的40提高到70。 在技术结构方面氧化铝企业采用新工艺、新技术，优化工艺流程，提高装备水平，实现自动检控；全国先进大型预焙槽产能力争由目前的38提高到75；大型铝加工企业通过技术进步，产品竞争力有明显提高。 在产品结构方面-大幅度提高砂状氧化铝的比重，增加非冶金级氧化铝品种，扩大高精深铝加工材和新材料品种。,第

52、一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,二是主要技术经济指标接近或达到国际先进水平。氧化铝平均生产成本从2000年的1380元/吨，降到1100元/吨以下。电解铝平均生产成本从2000年的13000元/吨，降到10000元/吨以下。 三是按照现代企业制度的要求，通过企业资产重组，相互参股等方式，力争组建若干个大型铝电集团，形成比较合理的产业链。 四是氧化铝产量力争由目前的430万吨/年提高到650万吨/年，国产氧化铝自给率由目前不足70提高到近75；电解铝产能适度增长，基本满足国内市场需求；落后的自焙电解铝能力基本被淘汰；高精深铝加工产品产量进一步增加，提高有效供给。 四、主要措施和政策建议 （一

53、）做好宏观指导工作，严格执行产业政策，避免低水平重复建设。 为保证我国铝工业的健康有序发展，各级政府部门应认真执行有色金属工业产业政策，做好铝工业发展的宏观指导工作。 严格执行国家现行的审批固定资产投资项目管理规定，不得越权和“化整为零”审批电解铝项目，禁止建设电力产业政策明令淘汰的小机组的铝电联营项目，杜绝小电解铝的重复建设。,第一章 氧化铝生产的起源、发展和现状,（二） 加快建设重点铝基地 积极支持重点区域内的现有铝基地建设，加大投资力度，优先发展氧化铝，适度发展电解铝，改善产品结构，实现规模化生产，形成若干个具有国际竞争力的铝基地。 （三）合理利用铝土矿资源。 应加强对铝土矿资源开采的统

54、一规划和管理，合理利用铝土矿资源，保证我国铝工业的可持续发展。 （四）严格执行国家环保政策。 要严格执行国家环保政策的有关规定，在限期内坚决关闭、淘汰落后的自焙槽能力。 （五）加快现代铝企业建设的步伐。 借鉴国外铝工业的发展经验，鼓励在铝土矿、能源丰富的地区进行建立现代铝企业，以现有氧化铝、骨干电解铝、电力等企业为核心，通过相互参股，资产重组，优势互补，形成集铝土矿、氧化铝、电解铝和电力于一体的合理的产业链，增强铝企业的竞争力。 （六）加快技术进步。 加大科技投入，研究解决对铝工业发展有重大影响的技术难点，开发和采用新技术新工艺，加快铝工业的技术进步。 （七）建立稳定的氧化铝进口渠道。,第一章

55、 氧化铝生产的起源、发展和现状,一是鼓励采取以签定长期供应合同的办法获取进口氧化铝，稳定供货渠道，避免氧化铝价格的大幅度波动造成的风险。 二是鼓励到国外氧化铝企业购股，获取氧化铝能力，保证氧化铝的来源。 七、05年中国铝业公司的氧化铝年产能将增至727万吨 中国唯一氧化铝生产商-中国铝业股份有限公司披露,该公司於2003至05年间的资本开支达176.15亿元人民币,并将令氧化铝於05年的年生产能力达致727万吨,较原来目标为高. 公司表示,将优先落实发展氧化铝,加大氧化铝的投入.据其向美国证监会呈交的2002年度报告,计划对氧化铝板块投入97.62亿元人民币,使之於2005年的年产能,较02年

56、增加37.4%,至727万吨. 同时,公司又拟投入77.04亿元人民币於原铝生产,使原铝於05年的年产能,较02年增加98.5%,至149.1万吨. 中国铝业於2001年底的招股书披露,2001至05年的扩展计划需要总计178.055亿元的资本支出.当中77.788亿元拟投资於氧化铝板块,使氧化铝生产能力由2000年的418万吨,增至2005年约604万吨. 曾经表示透过收购增加产能的中国铝业,在其於香港发表的最新年报披露,已在河南签定一项年产19万吨电解铝生产设施的收购意向书. 据该年报,2002年度的资本性投资约为40亿元人民币,新增氧化铝生产能力58万吨及原铝生产能力4.2万吨.,第一章

57、 氧化铝生产的起源、发展和现状,氧化铝生产方法,一、综述 (一)、氧化铝的水合物 氧化铝的水合物是构成各种类型铝土矿的主要成分，结晶型的氧化铝水合物通常按所含的结晶水的数目不同，分为三水型氧化铝和一水型氧化铝两类，目前认为三水型氧化铝的同类异晶体包括：三水铝石、拜尔石和诺水铝石（或者成新三水铝石）。 一水型氧化铝的同类异晶体包括一水软铝石和一水硬铝石。 1三水铝石 是天然三水铝石型铝土矿的主要成分，它是氧化铝生产中从铝土矿提炼氧化铝的中间产品，工业上称；氢氧化铝。2、一水软铝石 是构成自然界中一水软铝石型铝土矿的主要成分，这种氧化铝的水合物也很容易用人工制得。例如在溶出器中以200度左右的温度

58、把三水铝石在水介质中溶出，可得三水铝石。3、一水硬铝石、是构成自然界中一水硬铝石型铝土矿的主要成分。人工制造一水硬铝石是比较困难的。4、铝胶、自然界中存在的铝胶主要在铝土矿形成时起重要作用，它是一种介稳状态化合物，以后再结晶成为三水铝石。,（二）、氧化铝 存在于自然界的氧化铝称为刚玉，（氧化铝），是火山爆发后的产物，它在岩石中是五色的结晶，也可以与其他氧化物杂质染成带色的结晶，红色的称红宝石，兰色的称蓝宝石。 工业氧化铝是各种氧化铝水合物加热分解的脱水产物，它们形成一系列的同质异晶体。按照它们的生成温度可分成两类：低温氧化铝和高温氧化铝。 （三）电解用氧化铝，主要由氧化铝和氧化铝所组成，铝氧的

59、质量直接影响所得金属铝的纯度和铝电解生产的技术经济指标，作为电解炼铝的原料，对其化学纯度和物理性质都有严格的要求。 1、化学纯度：氧化铝中除主要含有氧化铝外，往往还含有少量的二氧化硅，三氧化二铁，氧化钠和水（灼减）等主要杂质。 电解炼铝为什么要求有较高的纯度呢？ 直观理解和原理理解。,氧化铝生产方法,原理，氧化铝中含有比铝更正电性的元素的氧化物杂质，例如、铁、硅、等，在电解过程中将首先在阴极析出，进入金属铝中，使铝不纯，而比铝更负电性的金属氧化物如钠，则与电解质作用，改变了电解质的正常组成，不利于电解操作，并生成SIF4有毒气体。 氧化铝中残存的结晶水（灼减），也是有害的杂质，它与电解质中的AIF3作用而生产HF气体，也是有毒气体，对工人的骨骼造成损害，同时造成氟盐的损失，并且污染环境，此外，当灼减高的或者吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解质接触的时候，则会造成电解质爆溅，危及操作人员的安全。 2、氧化铝的物理性质 电解炼铝对氧化铝有什么要求？ 铝电解生产除对铝氧的化学成分有严格的要求外，还要求氧化铝在冰晶石熔体中溶解速度快，电解槽槽底沉淀少，覆盖在电解质上的介壳保温性能好，在空气中不易吸湿，飞扬损失少，流动性好，便于运输，和便于电解槽自动加料等。,氧化铝生产方法,表征铝氧物理性质的指标有： 安息角 是指物料在光滑水平面上自然堆积所形成的锥体的底角。 氧化铝的含量 它反